离网光伏发电控制系统样本
离网光伏系统设计方案
离网光伏系统设计方案一、概述二、需求分析1.电源需求:需确定离网负载需要供应的电能，包括负载功率、耗电时间等。
2.光伏资源:通过研究目标地区的光伏辐照度数据，确定该地区的光伏资源充足度。
3.系统可靠性:需要保证系统的可靠性和稳定性，使其能持续为负载提供电能。
三、系统组成1.光伏发电子系统:通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，并通过充电控制器、功率优化器等电路对光伏发电系统进行控制和保护。
2.电池储能系统:储能系统由蓄电池组成，将光伏发电系统产生的电能进行储存，以供给离网负载使用。
根据负载需求和离网时间的长短，选择合适的电池容量和种类。
3.逆变器系统:将储存在电池中的直流电能转换为交流电能，以满足离网负载的使用需求。
逆变器系统还具有电压稳定、频率稳定和保护等功能。
4.控制系统:控制系统对光伏发电子系统、电池储能系统和逆变器系统进行集中控制和管理，确保系统的正常工作和高效运行。
四、系统设计考虑因素1.光伏组件的选择:根据目标地区光照条件选择高效的光伏组件，以提高系统的发电效率。
2.电池容量的确定:需根据负载需求和离网时间长短，以及光伏系统的发电能力，合理确定电池容量。
3.逆变器的选型:需选择适合离网光伏系统的逆变器，确保逆变器能够正常工作和输出满足负载需求的交流电。
4.控制系统的设计:控制系统需要具备监测、控制、保护和管理等功能，以实现对系统的全面控制和管理。
五、系统运行与维护1.系统运行:光伏发电系统将通过充电控制器对电池进行充电，并将电能转换为直流电供逆变器使用。
逆变器将直流电能转换为交流电供给离网负载使用。
2.系统维护:定期对光伏组件进行清洁和检查，确保其正常工作。
对电池进行定期充电和放电以防止过充和过放，延长电池寿命。
对逆变器和控制系统进行检查和维护，确保其正常工作。
六、系统优化1.节能优化:通过调整离网负载的使用电量，减少能量消耗，提高系统能量利用率。
2.多能互补:可通过增加其他可再生能源发电系统，如风力发电、水力发电等，与光伏系统组合使用，以增加系统的稳定性和可靠性。
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法乛、離网(独立) 型光伏发电系统 (一) 前言：光伏发电系统的设计与计算涉及的影响因素较多，不仅与光伏电站所在地区的光照条件、地理位置、气侯条件、空气质量有关，也与电器负荷功率、用电时间有关，还与需要確保供电的阴雨天数有关，其它尚与光伏组件的朝向、倾角、表面清洁度、环境温度等等因素有关。
而这些因素中，例如光照条件、气候、电器用电状况等主要因素均极不稳定，因此严格地讲，離网光伏电站要十分严格地保持光伏发电量与用电量之间的始终平衡是不可能的。
離网电站的设计计算只能按统计性数据进行设计计算，而通过蓄电池电量的变化调节两者的不平衡使之在发电量与用电量之间达到统计性的平衡。
(二) 设计计算依椐：光伏二 河北西北部、山西北部、内5852-66801625-1855 3000-3200 16.0-18.3 8.2-8.7 4.5-5.1电站所在地理位置(緯度)、年平蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部均光辐射量F或年平均每日辐射量三山东、河南、5016-5851393-1622200-30013.7-16.06.0-8.2 3.8-4.5河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部250四湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、4190-50161163-13931400-22011.5-13.73.8-6.0 3.2-3.8台湾东北部五四川、贵州3344-4190928-11631000-1409.16-11.52.7-3.8 2.5-3.2注：1)1 kwh=3.6MJ；亻2)f=F(MJ/m2 )/365天；3)h=H/365天；4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 ) (小时) ；3) 5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。
市电互补离网光伏发电系统(教学课件PPT)
选择1： 选择2：
1.5.2 光伏控制器结构与种类
2.并联型控制器 开关器件S1：蓄电池充电控制开关
开关器件S2：蓄电池放电控制开关
检测控制电路：随时对蓄电池的电压进行检测，控制S1和S2开关。 VD2二极管：为蓄电池接反保护，当蓄电池极性接反时VD2导通。
1.5.2 光伏控制器结构与种类
3.串联型控制器
串联型控制器：利用串联在充电回路中的机械或电子开 关器件控制充电过程。当蓄电池充满电时，开关器件断 开充电回路，停止为蓄电池充电
1.7 市电互补离网光伏发电系统设计 市电互补情离网景光伏7发反电系馈统电结构路及其应用
市电互补离网光伏发电系统容量设计
1.5.2 光伏控制器结构与种类
【案例引导】离网光伏控制器工作内容
典型任务：蓄电池充放电保护。
1.5.2 光伏控制器结构与种类
1.光伏控制器基本电路
光伏控制器按电路方式的不同分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型、 两阶段双电压控制型和最大功率跟踪型
1.5.2 光伏控制器结构与种类
2.并联型控制器 并联型控制器也叫旁路型控制器，它是利用并联在太阳能
电池两端的机械或电子开关器件控制充电过程。
工作过程：当蓄电池充满电时，把太阳能电池的输出分流到旁路电阻器或功率模 块上去，然后以热的形式消耗掉：当蓄电池电压回落到一定值时，再断开旁路恢 复充电。由于这种方式消耗热能，所以一般用于小型、小功率系统。
增量控制法： 可以近似达到脉宽调制控制器的效果
多路控制器一般用于几千瓦 以上的大功率光伏发电系统， 将太阳能电池方阵分成多个 支路接入控制器。当蓄电池 充满时，控制器将太阳能电 池方阵各支路逐路断开；当 蓄电池电压回落到一定值时， 控制器再将太阳能电池方阵 逐路接通，实现对蓄电池组 充电电压和电流的调节。
离网光伏系统设计方案
离网光伏系统设计方案离网光伏系统设计方案离网光伏系统是一种独立的发电系统，不依赖于传统的电网供电，可以在没有电网供电的地方提供电力供应。
以下是一份离网光伏系统设计方案：1. 系统规模和功率需求：首先确定所需的发电容量和功率需求，考虑到用电设备的种类和数量，并预估每天的用电量。
根据这些信息，确定适当的系统规模和发电功率。
2. 太阳能电池板选择：选择高效的太阳能电池板以提供足够的电力。
考虑到可用的安装空间和太阳能资源的可利用程度，选择适当的太阳能电池板类型和数量。
3. 蓄电池选择：选择适当的蓄电池以存储白天收集到的电能，供应夜间或云天的电力需求。
选择高效的蓄电池，考虑其容量、充电和放电效率，以及寿命等因素。
4. 逆变器和控制器选择：逆变器将直流电转换为交流电，供应家庭和设备使用。
选择适当的逆变器，考虑其容量和转换效率。
控制器将太阳能电池板和蓄电池连接到逆变器，监控和管理系统运行。
5. 线路设计和安全：设计适当的电线和线路连接太阳能电池板、蓄电池、逆变器和用电设备，确保电力传输的安全和稳定。
6. 安全性和保护措施：考虑到天气条件和环境因素，对系统进行适当的安全性和保护措施。
例如，防雷、过压和短路保护装置。
7. 监控和维护：安装监控系统，监测太阳能电池板的发电效率和系统的运行情况。
定期维护和清洁太阳能电池板以最大程度地提高其效率和寿命。
8. 系统节能和优化：考虑到能源的有效利用和节约，设计系统以最大限度地提高能源利用率。
例如，使用高效的电器设备和灯具，合理设置用电时间和能源管理。
总之，离网光伏系统的设计方案应该充分考虑到用户的用电需求、可用的太阳能资源、系统组件的选择和配套、系统的安全性和稳定性，以及系统的监控和维护等方面。
同时，注重节能和优化，最大化提高能源利用效率。
新型离网光伏发电系统方案设计
新型离网光伏发电系统方案设计
一、研究背景
随着经济发展的加快，人们对能源的依赖也不断增加，其中电能的消
耗量不断增加，光伏发电作为可再生能源之一的优势越发凸显，越来越多
的人们开始重视这种可再生能源，认识到其能源的优势。
但是，传统的光
伏发电受电网接入限制，受地形和电网规划条件限制，导致很多人无法使
用这种技术，自给自足受到困扰，电力不足。
考虑到这个问题，研究开发
出离网光伏发电系统，从而解决用户的能源问题，真正实现自主发电，自
给自足，这是本文的研究背景。
二、研究内容
离网光伏发电系统是一种能够在电网外发电的能源系统。
它采用太阳
能转换成电能，利用电池存储电能，控制器调节发电，实现自主发电，解
决用户的电力不足问题。
本文针对此研究，主要是对其方案的设计，进行
如下研究内容：
1.在分析当地的气候条件，计算出需要的光伏发电系统容量，以便确
定所需的光伏发电系统组件的总容量；
2.确定系统组件的类型，并从技术性能，可靠性等方面考虑进行选型；
3.计算系统的配置，将系统组件分配到各个分支，达到最佳的配置；
4.计算系统指标。
家用离网光伏发电系统各部件选配案例分析
家用离网光伏发电系统各部件选配案例分析从前述内容可知，离网光伏发电系统选配主要工作包括电池组件配置、蓄电池容量配置、光伏控制器选型及离网逆变器选型。
一家用离网光伏发电负载用电及类型如下表4-7所示。
该地区最低的光照辐射是1月份，倾斜面峰值日照时数为4.0，组件损耗系数取0.9，离网逆变器工作效率为0.8，蓄电池充放电效率0.9，蓄电池放电效率的修正系数取1.05，蓄电池的维修保养率取0.8，蓄电池的放电深度取0.5，连续阴雨天数取5。
图4-25为本方案的系统结构图。
表4-7 家用离网系统负载用电图4-25 离网系统结构1.电池组件选配家用离网系统负载为交流负载，每天消耗电能11678Wh，则逆变器输入端提供电能为14597.5wh，系统电压选取48V，所以蓄电池每天提供304Ah。
根据：逆变器效率系数组件损耗系数充电效率系数）组件日平均发电量（）负载日平均用电量（电池组件并联数⨯⨯⨯=Ah Ah ）组件峰值工作电压（系数）系统工作电压（电池组件串联数V 1.43V ⨯=可计算出如下表4-5所示的电池组件选型配置方法。
表4-8 电池组件选配可见，选择180W 电池组件最经济。
2.蓄电池容量选择该地区最大连续阴雨天5天，则蓄电池放电容量为304Ah ×5=1520Ah 。
根据：a K U L P F D C ⨯⨯⨯⨯=可得：C=4987.5Ah 。
下表为各类蓄电池选型配置情况。
表4-9 蓄电池选型与配置3.光伏控制器选型根据上述分析，蓄电池通过控制器每天提供304Ah ，则平均流过控制器电流为12.7A ，工作电压为48V 。
可选择如下表4-10参数的光伏控制器。
表4-10 光伏控制器参数4.光伏逆变器选择系统离网逆变器输入电压48V ，输出220V 交流电，从负载工作表可知，负载最大功率总和为3838W 。
则可以采用48V 转220V 的5KW 纯正弦波光伏逆变器。
下表4-11参数的离网逆变器。
5KW光伏发电离网系统
5KW离网PV系统配置太阳能电池方阵：发电容量5KW，采用多晶硅太阳能电池组件，转换效率13-14%，选用180W组件9串3并，工作电压325V，使用寿命25年以上。
工程安装面积40m2，倾斜安装。
蓄电池组：铅酸免维护电池220V200AH，由110个2v400ah电池串联组成，可以提供走廊照明灯连续工作3天，使用寿命5-7年。
智能控制器：额定功率5KW，额定工作电流为35A；带蓄电池过充电保护，过放电保护；输入反接保护，短路保护，过载保护，温度补偿，过热保护等。
正弦波逆变器：5KW，输入DC220V±20％,输出AC220V±10％,频率50Hz,波形为纯正弦波。
控制组柜：用于安装控制器和逆变器，以及存放电池，在控制组柜面板上可显示工作电流，电压等常见电路参数，以提高系统的安全性和可视化界面。
一、工程材料工程材料清单序号项目名称规格型号材料单价数量单位金额（元）1 太阳能电池方阵单晶硅5000 瓦2 蓄电池2V400Ah 110 只3 充电控制器220V35A 1 只4 逆变器5KW 1 只5 太阳能电池方阵钢架钢结构5000 瓦6 控制组柜钢结构 1 套7 线材铜芯电缆 1 批8 其他辅助材料 1 批When you are old and grey and full of sleep, And nodding by the fire, take down this book, And slowly read, and dream of the soft look Your eyes had once, and of their shadows deep; How many loved your moments of glad grace, And loved your beauty with love false or true, But one man loved the pilgrim soul in you,And loved the sorrows of your changing face; And bending down beside the glowing bars, Murmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of stars.The furthest distance in the worldIs not between life and deathBut when I stand in front of youYet you don't know thatI love you.The furthest distance in the worldIs not when I stand in front of youYet you can't see my loveBut when undoubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBut when I plainly cannot resist the yearningYet pretending you have never been in my heart.The furthest distance in the worldIs not struggling against the tidesBut using one's indifferent heartTo dig an uncrossable riverFor the one who loves you.倚窗远眺，目光目光尽处必有一座山，那影影绰绰的黛绿色的影，是春天的颜色。
离网型风光互补发电系统程序框图
离网型风光互补发电系统程序框图1、主程序主程序主要完成系统的初始化和各个子程序调用的功能。
系统首先进行单片机内部寄存器的初始化，并设定系统参数和控制变量，然后采集蓄电池端电压和电流，判断蓄电池所处的状态,当蓄电池电压值达到过放电压设定值时,应自动告警,并按设定值关闭负载,以避免电池损坏.当蓄电池电压值达到过充电压设定值时，应自动告警并关闭太阳电池方阵及风力发电机组输入。
在正常充放电阶段调用蓄电池充放电子程序进行三阶段充电。
2、蓄电池充放电子程序1）过充阶段。
当蓄电池端电压休高于过充电压28V时,自动关断光伏阵列和风力发电机对蓄电池的充电回路。
2)浮充阶段。
当蓄电池端电压达到26V时，蓄电池端加27V电压进行浮充(常温下的最佳浮充电压约为2.25V/单体）充电。
3）'恒压限流充电阶段。
当蓄电池端电压高于24v而低于26v时，蓄电池端加28V 恒压对蓄电池进行充电，直到电流小于规定值为止。
4)'恒流充电阶段.当蓄电池端电压小于24v时，进入大电流恒充阶段,以最大功率模式下的电流对其进行恒电流充电.5)过放阶段。
当蓄电池端电压低于22V后，'为保护蓄电池需要关断负载。
3、太阳能MPPT子程序4、风力发电子程序风力发电机的跟踪程序与光伏阵列类似,也是采集风力发电机的输出电压，电流，通过控制DC心C斩波器的古空比,改变输出功率,从而改变风力发电机的转速，使风力发电机的转速维持在最大功率点附近.5、电流采样电流信号采集选用西安新敏电子科技有限公司的霍尔电流传感器CSM030CG，它的原边电流测量范围I,为O～十45A,副边额定输出电流编为30mA.电流霍尔采样到的变化迅速的电流信号不能直接进行AD转换，因此需要信号调理电路对信号保持放大。
由于ATmegas片内的ADC模块要求输入0—5V 的单极性号，必需将霍尔传感器输出的小电流信号转换为电压信号,再经过放大滤波后送入ADC，图4-9中Rm为霍尔器件所允许的负载电阻,把霍尔传感器副边电流信号变为电压信号,经放大器后输入到ATmegas的ADC模块,二极管风、几组成限幅电路,保证了ATmegas的输入在0—5V之间.6、电压采样本电路的功能是将输入直流电压分压后,通过光藕隔离并线性转换成0—5V 之间变化的直流电压,送到单片机的A心转换口。
光伏离网系统设计方案
光伏离网系统设计方案一、引言随着可再生能源的快速发展和环境问题的日益严重，光伏离网系统逐渐成为人们研究和应用的焦点之一。
光伏离网系统是指通过太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能，并将其中一部分直接馈回电网供给其他用户使用，同时将另一部分电能储存在电池中以备无光照时使用。
本文将介绍光伏离网系统的设计方案。
二、主要组成1. 太阳能光伏模块太阳能光伏模块是光伏离网系统的核心部件，它的作用是将太阳能转化为直流电能。
光伏模块通常由多个太阳能电池组成，通过并联或串联的方式组成电池组。
2. 光伏逆变器光伏逆变器是将光伏发电模块产生的直流电能转化为交流电能的装置。
逆变器具有高效率、低损耗和稳定的特点，能够将直流电能转化为标准的交流电输出。
3. 电池组电池组是光伏离网系统的储能装置，它可以储存太阳能发电系统产生的多余电能，并在无光照时提供电能供给使用。
电池组通常由多个电池单元组成，并可以根据需要进行扩展。
4. 电网连接装置电网连接装置是将光伏离网系统连接到公共电网的关键设备。
它通过逆变器将系统产生的电能馈回电网，并可以将电网的电能供给系统使用。
三、离网系统设计方案1. 太阳能光伏模块的选择在选择太阳能光伏模块时，需要考虑模块的转换效率、耐久性和可靠性。
同时，根据实际情况确定光伏模块的数量和布置方式，以确保最大程度地利用太阳能资源。
2. 光伏逆变器的选型逆变器的选型要考虑系统的容量和负载特点，确保逆变器能够稳定地运行和高效地将直流电能转化为交流电能。
此外，还要考虑逆变器的保护功能和通信接口，以便实现远程监控和管理。
3. 电池组容量的确定电池组的容量应根据用户的负荷需求和无光照期间的供电时间确定。
需要考虑到充电和放电效率、循环寿命以及安全性等因素，确保系统能够提供稳定可靠的电能供应。
4. 电网连接装置的设计电网连接装置需要符合当地的电网标准和要求，确保光伏离网系统与电网的连接稳定可靠。
同时，还需要考虑到电网故障时的安全保护和自动切换功能。
500kw离网太阳能发电系统设计方案
500kW离网太阳能发电系统设计方案简介随着现代社会的不断发展，对电力需求的不断增加，太阳能发电作为一种绿色、环保、可再生的新型能源，越来越受到人们的重视。
离网太阳能发电系统是将太阳能发电设备集成在一起，通过电池存储设备来实现电能的储存，在没有电网接入的地区也能提供电能。
本文将详细介绍500kW离网太阳能发电系统的设计方案。
设计方案1. 太阳能电池板太阳能电池板是离网太阳能发电系统的核心组件。
本设计方案选择多晶硅太阳能电池板，因其价格较为实惠，性价比较高。
在本方案中，选用120块电池板，每块功率为400W，总功率为48kW。
2. 电池组电池组是离网太阳能发电系统的储能设备。
本设计方案选用的是铅酸电池，该种电池能够满足系统储能要求。
选用40组电池，每组电池12V，总电池电压480V。
3. 逆变器逆变器是将直流能转换为交流能的设备。
本设计方案中选用了40台逆变器，每台逆变器的输出功率为12.5kW，总功率为500kW。
4. 支架及其他附件为了将太阳能电池板固定在适当的位置，需要选用合适的支架。
在本设计方案中，选择使用铝合金支架；同时，在安装电池板时需要选用电线、MC4连接器等附件。
系统设计离网太阳能发电系统的设计需要考虑以下因素：1. 电池组的选用电池组的选用需要满足系统储能要求，同时也需要注意电池组的品质和寿命。
在本设计方案中，选择铅酸电池，该种电池品质较好，使用寿命较长。
2. 逆变器的选用逆变器是将直流能转换为交流能的关键设备，需要选择能满足系统功率要求的逆变器。
在本设计方案中，选择将40台逆变器组合在一起，总输出功率为500kW，能够满足系统需要。
3. 支架及其他附件的选用为了将太阳能电池板固定在适当的位置，需要选择合适的支架，并使用适当的附件，如电线、MC4连接器等。
本文介绍了500kW离网太阳能发电系统的设计方案。
该方案选用多晶硅太阳能电池板、铅酸电池、40台逆变器和铝合金支架等组件，能够稳定地提供500kW 的电能。
独立光伏发电系统结构和工作过程
独立光伏发电系统结构和工作过程独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。
主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
因此，独立光伏发电系统根据用电负载的特点，可分为下列几种形式。
1.无蓄电池的直流光伏发电系统无蓄电池的直流光伏发电系统如图1-8所示。
该系统的特点是用电负载是直流负载，对负载使用时间没有要求，负载主要在白天使用。
太阳能电池与用电负载直接连接，有阳光时就发电供负载工作，无阳光时就停止工作。
系统不需要使用控制器，也没有蓄电池储能装置。
该系统的优点是省去了能量通过控制器及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损失，提高了太阳能的利用效率。
这种系统最典型的应用是太阳能光伏水泵。
图1-8无蓄电池的直流光伏发电系统图1-9有蓄电池的直流光伏发电系统2.有蓄电池的直流光伏发电系统有蓄电池的直流光伏发电系统如图1-9所示。
该系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。
有阳光时，太阳能电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。
夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。
这种系统应用广泛，小到太阳能草坪灯、庭院灯，大到远离电网的移动通信基站、微波中转站，边远地区农村供电等。
当系统容量和负载功率较大时，就需要配备太阳能电池方阵和蓄电池组了。
3.交流及交、直流混合光伏发电系统交流及交、直流混合光伏发电系统如图1-10所示。
与直流光伏发电系统相比，交流光伏发电系统多了一个交流逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。
交、直流混合系统则既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。
图1-10交流和交、直流混合光伏发电系统4.市电互补型光伏发电系统所谓市电互补光伏发电系统，就是在独立光伏发电系统中以大阳能光伏发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅，如图1-11所示。
这样光伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量都可以设计得小一些，基本上是当天有阳光，当天就用太阳能发的电，遇到阴雨天时就用市电能量进行补充。
离网型光伏发电系统实验报告(DOC)
新能源技术课程设计实验报告姓名：专业：指导教师：辅助教师：完成日期：一、 实验过程记录1. 根据光伏电池的等效电路，利用仿真软件搭建光伏电池数学模型 （1）I ph 数学模型及参数设置按照原理算式如下refref ref S ST T I I ][,sc ph ）（-+=α（1）在MATLAB 中建立模型，从Simulink 元件库中拉取inport 、sum 、gain 、product 、outport 等原件，并按照原理搭建合适模型并封装。
如图1所示。
图1 I ph 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置T ref =298K ，S sef =1000W/m 2，α=0.06/1，Isc,ref =8.30/1A 。
（2）U oc 数学模型及参数设置根据原理中U oc =V oc,ref +β×(T -298)可在MATLAB 中建立模型，从Simulink 元件库中拉取inport 、constant 、sum 、gain 、outport 等原件，并按照原理搭建应有模型并封装。
如图2所示。
图2 U oc 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置：V oc,ref =29.5/1V ，β=-0.33/1。
（3）I d 数学模型及参数设置可在gain 、product 、图3 I d 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置：A =5，K =1.38×10-23J/K 。
（4）输出I 数学模型及参数设置根据原理公式]1))((ex [ph -+-=AKT N IR V q p I N I N I s s O P p（3）可在MATLAB 中将以上封装好的模块拼装成合适的仿真模型。
如图4所示。
UI图4输出I 数学模型图通过参考实验时所运用的太阳能电池板的参数其中参数设置：N p=1。
在这一过程中开始时由于粗心，少了一个环节，即对Vt取1/U，导致出现的仿真图形总是达不到理想的结果，所以通过同学之间的讨论以及细心的检查终于在推导公式的过程中发现了这个粗心的错误。
离网光伏发电系统设计
2.气象资料 气象资料以NASA数据库中气象数据为参考。 表1 广州气象资料表
月份
一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 年平均
每日的太 空气温度 相对湿度 阳辐射 水 大气压力
平线
摄氏度
%
度/平方米/ 日
千帕
14.1 69.7% 2.15
99.9
14.6 76.1% 1.74
99.3
20.2 64.1% 3.15
99.7
15.6 63.5% 2.79
99.9
22.4 75.1% 3.00
99.1
风速
土地温度
每月的采 供冷 度日 暖度日数 数
米/秒
2.2 2.2 2.2 2.1 2.1 2.3 2.3 1.9 2.0 2.3 2.3 2.2 2.2
摄氏度
12.6 14.4 17.8 21.7 24.7 26.7 27.3 27.1 25.1 22.8 18.9 14.2 21.1
=48KVA 考虑到在启动过程是有较大的冲击电流，同时考虑系统临时增加负载 的情况，所以逆变器功率应相对选择较大的。 实际选择逆变器的规格为： 型号：SN220 50KS 容量：50KVA 逆变器的数量：1台
离网型光伏发电系统设计报告
新能源技术课程设计预习报告姓名：吴鹏飞专业：电131 ____________________指导教师：张老师________________完成日期：___________________一实验目的1、检索资料，了解光伏发电技术的发展状况以及光伏发电原理：2、学握光伏电池模型的建立方法，分析、设计仿真模型，并利用MATLAB进行仿真实现：3、学握光伏电池的测试方法，选择适合的测量器件与暈程，验证光伏1.阵列模拟方法的正确性；4、分析离网型光伏发电系统的组成，选择合适的电力变换器拓扑结构并进行原理分析、参数计算；5、查阅相关文献资料，确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型, 并仿真分析；6、学握系统联调的方法，调整控制参数。
二、实验仪器设备与器件太阳能电池板1块，万用表2个，太阳能功率表TENMARS TM-207,滑动变阻器(IOO欧姆，200瓦)1个，计算机1台，系统仿真软件。
三、实验原理分析1光伏电池的基本理论太阳能是一种辐射能，它必须借助一定的能量转换器才能变换成电能，这个把太阳能转换为电能的半导体能屋转换器，就叫做光伏电池。
光伏电池是光伏发电系统的重耍组成部分，其光电转换效率和成本对光伏发电的发展具有决定性的影响。
(1)光伏电池的工作原理光伏电池是利用半导体材料的光生伏打效应制成的。
所谓光生伏打效应，简单的说，就是当物体受到太阳辐射吋时，其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
半导体材料将光能转换为电能的效率特别高，因此光伏电池多为半导体材料制成。
半导体光伏电池的发电过程可概括为如下四个过程：(I)收集太阳光使之照射到光伏电池表面。
(2)光伏电池吸收具有一定能量的光子，激发出非平衡载流子——电子空穴对。
(3)这些电性符号相反的光生载流子在光伏电池P-N结内建电厂的作用下，电子•空穴对被分离，在P-N结两边产生异性电荷的积累，从而产生电动势，形成光生电压。
(4)在光伏电池P-N结的两侧引出正负电极，并接上负载，则在外电路中即有光生电流通过，从而获得功率输出，这样光伏电池就把太阳能直接转换成了电能。
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法
离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法乛、離网(独立) 型光伏发电系统(一) 前言：光伏发电系统的设计与计算涉及的影响因素较多，不仅与光伏电站所在地区的光照条件、地理位置、气侯条件、空气质量有关，也与电器负荷功率、用电时间有关，还与需要確保供电的阴雨天数有关，其它尚与光伏组件的朝向、倾角、表面清洁度、环境温度等等因素有关。
而这些因素中，例如光照条件、气候、电器用电状况等主要因素均极不稳定，因此严格地讲，離网光伏电站要十分严格地保持光伏发电量与用电量之间的始终平衡是不可能的。
離网电站的设计计算只能按统计性数据进行设计计算，而通过蓄电池电量的变化调节两者的不平衡使之在发电量与用电量之间达到统计性的平衡。
(二) 设计计算依椐：光伏电站所在地理位置(緯度) 、年平均光辐射量F或年平均每日辐射量f(f=F/365) (详见表1)我国不同地区水平面上光辐射量与日照时间资料表1地区类别地区年平均光辐射量F年平均光照时间H(小时)年平均每天辐射量f(MJ/m2)年平均每天光照时间h(小时)年平均每天1kw/m2峰光照时间h1(小时) MJ/m2 .Kwh/m2一宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部、6680-8401855-23333200-33018.3-23.08.7-9.0 5.0-6.3(印度、巴基斯坦北部)二河北西北部、山西北部、内蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部5852-6681625-18553000-32016.0-18.38.2-8.7 4.5-5.1三山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江5016-58521393-16252200-30013.7-16.06.0-8.2 3.8-4.5苏北部、安徽北部、台湾西南部四湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部4190-50161163-13931400-22011.5-13.73.8-6.0 3.2-3.8五四川、贵州3344-4190928-11631000-1409.16-11.52.7-3.8 2.5-3.2注：1)1 kwh=3.6MJ；亻2)f=F(MJ/m2 )/365天；3)h=H/365天；4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 ) (小时) ；3) 5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。
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一、国内外研究现状
随着传统能源的FI益枯竭，新能源发电逐渐得到世界各国的广泛重视，其中太阳能光伏发电凭借其多方面的优点得到越來越多的推广。
为了充分利用太阳能，最大效率的将电池板上的太阳能转化为电能，减少充放电次数，使蓄电池优化运行，提高逆变器运行的可靠性、稳定性和安全性，必须对最大功率点跟踪、蓄电池控制、逆变器设计的控制策略展开深入的研究。
1、最大功率跟踪点算法研究现状
光伏电池是太阳能光伏发电系统最基本的环节，且价格比较昂贵，它的能量转换效率影响着系统的整体效率和成本，因此必须使其最大限度地输出功率。
然而，光伏电池的输出特性具有强烈的非线性，输出功率很容易随着外界环境温度、光照强度、负载状态的变化而变化。
在一定的电池温度和光照强度下光伏电池能够工作在不同的输出电压，拥有不同的输出功率，只有在某一电压值下，输岀功率才能达到最大值，这时光伏电池的工作点称之为最大功率点。
也就是说，在一定光照强度和温度下，太阳能电池有唯一的最大输出功率点。
为了始终能工作在最大功率点，以达到输出功率最大，能量利用率最高的目的，因此必须对光伏电池进行最大功率跟踪点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称 MPPT)o
当前提出的MPPT方法很多，主要有恒电压法、扰动观察法、
增量电导法、间歇扫描法、智能控制法等，每种方法都有各自的优缺点。
下文将针对比较常见的、应用最为广泛的恒电压法、扰动观
察法、电导增量法进行简要介绍对比。
(R恒电压法
忽略电池温度影响时，在不同的光照强度下，光伏电池输岀曲线的最大功率点近似分布在一条垂直线的附近。
只要保持光伏电池输出电压为常数，且等于某一光照强度下光伏电池最大功率点的电压，就能基本保证在该温度下光伏电池工作在最大功率点, 从而实现MPPTo 由此可知，恒电压法实质上是把MPPT控制简化为恒电压控制，构成了恒定电压的MPPT控制。
恒定电压法具有控制简单，易于实现，稳定性好，可靠性高等优点，比较适合于低成本的应用场合或教学实验中，能够简化控制部分的设计。
可是，这种方法忽略了电池温度对光伏电池最大功率点的的影响，当温度变化时，如果仍采用此法，光伏电池的输岀功率将会偏离最大功率点，造成能量的浪费，特别是对于早昼夜和四季温差大的地区，控制精度就更差，系统损失功率就更多。
因此恒定电压法并不能完全实现真正意义上的最大功率跟踪。
为了克服使用场所冬夏早晚、阴晴雨雾等环境变化对系统造成的影响，在恒定电压控制的基础上能够引进温度反馈來修正工作点电压，提高系统的整体效率。
(b)扰动观察法
扰动观察法(Perturb & Observe Algorithms)又称爬山法，主要根据光伏电池的P-U特性，经过扰动端电压來寻找最大功率点。
而且不论外界环境如何变化，它都能够真正实现MPPT控制，因此是当前MPPT应用最广泛的方法之一。
其工作原理是在光伏电池正常工作时，
周期性的改变负载的大小，以改变电池板的从而不断地给它的输出电压一个很小的扰动△ U,在电压变化的同时，实时采样光伏电池的输出电压和电流，计算当前的输出功率，再与上一采样时刻的功率进行比较，经过判断输出功率的变化方向來判定下一步的干扰方向。
如果输出功率变大，那么负载继续按照上一周期的方向变动继续”干扰”过程，如果检测到输出功率变小，则改变”干扰”的方向。
如此重复的扰动、观察及比较，使电池板最
终达到其最大功率点，从而实现最大功率跟踪。
扰动观察法的优点是算法结构简单，被测参数较少，容易实现。
其缺点是光伏电池达到最大功率点后，并不停止扰动，而是在最大功率点附近来回振荡运行，始终有一定的能量损失。
其次，它的扰动步长（AU值）不容易确定，步长过小，系统的跟踪速度变慢, 光伏电池可能长时间滞留在低功率输出区，从而影响系统的效率；步长过大，又会使系统在最大功率点附近振荡加剧，跟踪精度降低，导致功率损失较大。
因此，扰动观察法的跟踪精度和跟踪速度无法兼顾，当我们采用此方法时，需要根据自己的需要做一取舍，选择合适的步长。
另外当外部环境突然变化时，扰动观察法不能判断系统功率变化是由自身扰动还是环境变化造成的，可能会导致扰动方向发生错误，造成误判。
C）电导增量法
电导增量法（Incremental Conductance Method, ICD）是 1995 年KH. Hussein提岀的，是经过比较某一时刻光伏电池瞬时电导和瞬
时电导变化率的关系來改变扰动的方向，从而实现MPPTo由光伏电池的输出特性可知，光伏阵列的P-V曲线是一个单峰曲线, 在最大功率点处，其斜率（即功率对电压的导数）为零。
因此，只要在斜率大于零的区域增加电压，在斜率小于零的区域减小电压，在斜率等于零或非常接近于零的时候，电压保持不变，就能够寻找到最大功率点。
当判断出光伏系统工作在最大功率点处，就不再对工作点进行调整。
电导增量法的优点是在光照强度不变时，光伏电池输出能够稳定在最大功率点处；而当光照强度发生变化时，光伏电池输出电压能以平稳的方式追随环境的变化，且电压扰动的范围也较扰动观察法小。
而且这种控制方法的准确性较高，响应速度较快，能够适应光照强度和环境温度的快速变化。
缺点是光伏电池可能存在一个局部的最大功率点，此方法可能导致系统稳定在一个局部的最大功率点。
其次，它的步长是固定的，步长过小，光伏电池可能长时间滞留在低功率输出区；步长过大，又会使系统振荡加剧。
同时，当光照强度突变时，如果不能快速及时的调整输岀电压，就会导致系统输出电压出现崩溃现象。
在实际的光伏系统中，电导增量法需要的计算量较大，对系统的性能要求也较高。
2、蓄电池的充放电控制
铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到了广泛的使用。
蓄电池作为一种大容量储能装置，具有电压稳定、供电可靠等优点。
由于铅酸蓄电池的固有特性，充放电控制技术及装置的性能直接影响着蓄电池的运行状态和使用寿命。
离网小型发电系统经过控
制器控制蓄电池的充电状态能提高系统的运行效率。
为了提高充电效率、延长蓄电池的使用寿命，必须对不同的充放电控制控制算法进行了解，从而根据系统自身的特点设计合适的蓄电池充放电控制算法。
当前常见的蓄电池充电控制算法主要有恒流充电、恒压充电、恒压限流充电、阶段充电、快速充电和智能充电等，而放电控制算法主要有放电电压控制法、放电电流控制法和放电深度控制法等。
下面对恒流充电、恒压充电、阶段充电做介绍对比。
a）恒流充电
恒流充电是指以一个恒定的电流对蓄电池进行充电。
由于在充电过程中蓄电池端电压会升高，而且蓄电池内阻也会变化，因此需要利用控制算法对充电电流进行控制，从而保证充电电流恒定o 这种方法特别适用对由多个蓄电池串联所组成的蓄电池组进行充电，它能使落后的蓄电池的容量容易得到恢复，用小电流长时间的模式（例如维护充电中的涓流充电）对蓄电池进行充电效果较好。
恒流充电的优点主要是控制算法简单、恒流充电器成本较低; 使用固定的、易测量的电流和时间作为输入量，可实现快速调节的可控充电。
但恒流充电控制也有其不足，它的不足之处主要是一般蓄电池在开始充电时能够承受大电流充电，但开始时所设置的恒定电流值往往相对于充电后期（蓄电池接近充电完毕）蓄电池所能承受的充电电流相对偏大。
后期充电电流偏大会导致蓄电池析气较多，而且对极板的冲击较大、能耗高、充电效率低于65%
b）恒压充电
恒压充电是指以一个恒定电压对蓄电池进行充电。
由于充电初期蓄电池开路端电压较低，所设置的恒压充电的电压值往往会导致充电电流很大，直到充电完成。
在蓄电池充电后期，随着蓄电池电能的逐渐储存完毕，充电电流也会逐渐减小，因此相对恒流充电，该算法使得蓄电池析气量较小、充电时间短，能耗低，且充电效率可达80%o 但此法也有自身的缺点：（1）在充电初期，假如蓄电池上次放电深度过深，初始充电电流将会很大，此大电流会对充电控制器的硬件设计提岀了很高的要求，同时过流容易造成充电控制器的损坏，蓄电池也可能因为过流充电而受到损伤; （2）如果为了避免充电初期大充电电流的出现而将恒压设置值减小，会导致蓄电池后期充电电流较小，从而使充电时间增加（3）该算法很难补偿蓄电池端电压的变化，也很难达到对落后电池的完全充电。
c）阶段充电
阶段充电法是为克服恒流和恒压充电的缺点而产生的一种充电控制方法o两阶段充电法是先以恒定电流对蓄电池充电至预先设。